[发明专利]IGBT器件及其制作方法

说明书

本发明实施例公开了一种IGBT器件，该IGBT器件的N型基极区背面的依次设置有第一N型缓冲层、第二N型缓冲层和第三N型缓冲层，其中所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第一N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为第六主族元素离子，且所述第二N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，并小于所述第一N型缓冲层的杂质浓度，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第三N型缓冲层的杂质浓度大于第一N型缓冲层的杂质浓度。三个缓冲层可以分别独立优化IGBT器件的相关特性，获得更好的导通和关断的折中曲线，进而优化IGBT的开关特性，从而提高了IGBT的器件的整体性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种IGBT器件及其制作方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管（即巨型晶体管，简称GTR）的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。

现有常规的IGBT器件采用区熔单晶硅衬底制备。在阻断条件下，其电场在N型基极区内为三角形的分布，则其阻断电压随着N型基极区厚度增大而增大，而随着N型基极区厚度增大，其正向导通压降也会增大，且所述IGBT器件的关断时间也会增加，因此，常规的IGBT器件的性能并不理想。

另外，还有一种电场阻断型IGBT器件，与常规的IGBT器件相比，电场阻断型IGBT器件在集电区与基极区之间设置有N型缓冲层，以作为电场阻挡层，可以在相同的阻断电压下减小N型基极区的厚度，从而可以降低正向导通压降和关断时间，但是电场阻断型IGBT器件还是不够理想。

发明内容

本发明实施例提供了一种IGBT器件及其制作方法，以提高IGBT器件的性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种IGBT器件，包括：

N型基极区和位于所述N型基极区正面的栅极结构和源极结构；

位于所述N型基极区背面的第一N型缓冲层，所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第一N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度；

位于所述第一N型缓冲层表面上的第二N型缓冲层，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为第六主族元素离子，且所述第二N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，并小于所述第一N型缓冲层的杂质浓度；

位于所述第二N型缓冲层表面上的第三N型缓冲层，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第三N型缓冲层的杂质浓度大于第一N型缓冲层的杂质浓度；

位于所述第三N型缓冲层表面上的集电极结构。

优选的，所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为P离子或As离子或Sb离子。

优选的，所述第一N型缓冲层的杂质浓度为1e15/cm³~5e16/cm³，且所述第一N型缓冲层的厚度为0.1μm~2.0μm。

优选的，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为O离子或S离子或Se离子或Te离子。

优选的，所述第二N型缓冲层的杂质浓度为1e12/cm³~1e15/cm³，且所述第二N型缓冲层的厚度为1.0μm~20μm。

优选的，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为P离子或As离子或Sb离子。